零重力咖啡难题被攻克 空间站宇航员独享意式浓缩

来源:彭博商业周刊 | 发布: | 发布时间:2016-07-5,星期二 | 阅读:1,183

意大利人勇于挑战终极领域,帮NASA攻克棘手难题

“哪怕只是一杯优质好喝的咖啡这样微不足道的东西,我们没有理由不让它出现”

就在一年多以前,在距离地球上方322公里的国际空间站(International Space Station),意大利宇航员萨曼莎克利斯托佛瑞提(Samantha Cristoforetti)把一颗塑料胶囊放进一个尺寸和形状类似家用保险箱的机器里。她打开一扇有机玻璃门,把一小袋清水系在进气阀上,再把一个更小的空塑料袋固定在上面。然后关上门,把机器打开,等着她的咖啡。

我们在很久以前就解决了在地球上制作咖啡的难题。但是,当意大利工程公司Argotec承接了为空间站打造咖啡机的项目时,他们才意识到这是一个超乎想象的挑战。由11名工程师组成的团队(其中7名是全职)花了一年半的时间,才开发出这套能在微重力下工作、又能达到美国国家航空航天局(NASA)安全标准的咖啡制作流程。“我觉得我们当中没人想过,这个机器的每个零件都会被修改。”约书亚霍尔(Joshua Hall)说。他是参与ISSpresso咖啡机项目的工程师之一。

由意大利工程公司Argotec制造的ISSpresso咖啡机

要制作蒸馏咖啡,必须要让近乎沸腾的水通过磨成细粉的咖啡豆。如果用普通水壶放在家用炉灶上烧水,锅底的水密度较小,产生的对流气流把热量传递到容器内的各处。当水沸腾时,蒸汽就会推进到上方的空气中。但是热水在零重力下就不是这样工作了;它不会上升。即使变成蒸汽,它也是在原地踏步,一直停留在加热元件附近。这样就会形成一个过热的、危险的、悬停在水球中的蒸汽气泡。Argotec的解决方法是让水通过一条细窄的钢管,确保它永远不会形成热气泡。

但是压力问题还没有解决。根据NASA的安全标准,任何超过每平方英寸60磅的压力(约等于4个大气压)都被视为危险,而煮咖啡所需的压力至少是这个数值的2倍。为了将压力骤增的危险降至最低,工程师们用柱塞泵代替了传统的旋转泵。柱塞泵类似注射器里的泵,由一个能提供恰好足够动力的电动马达驱动。

泄漏问题又是一项挑战。在微重力下,水无法聚拢,四处漂散。所以每根管子都配有释放阀,将水冲入咖啡机的中央室。之后再用毛巾擦干净就可以了。工程师们还设计了一个装置,能把空气通过胶囊吹入咖啡“杯堂一个拉链袋金这样就能清空在舱内四处漂移的液体。

咖啡豆就不需要重新设计了。咖啡机项目的领投方,意大利咖啡公司Lavazza挑选了一款适合美国人口味的阿拉比卡综合咖啡豆,再按意大利人的偏好,将之烘焙到能制作特浓咖啡的程度。不过,胶囊外壳还有待改进,以免在被点燃时释放有毒气体。

和其他航天科技一样,该项目的成果也可以应用在地球上。Argotec和Lavazza提交了两项专利申请:一个是家庭节水喷气装置,另一个是在零重力下弹出胶囊的金属柱塞,后者可以应用在壁挂式咖啡机上。

“航天咖啡”听起来或许很无聊,但是就像音乐、给家人打电话,以及家中令人舒适的物件一样,它对那些处在狭小空间和压力状态下的宇航员们的心理健康有好处金而随着NASA开始探索载人登陆火星的可能性,宇航员的心理健康只会变得更加重要。“如果有什么东西能减轻宇航员们的疏离感、孤独感或疲惫感,哪怕只是一杯优质好喝的咖啡这样微不足道的东西,我们没有理由不让它出现。”休斯敦NASA约翰逊宇航中心(Johnson Space Center)的航天精神病学主任加里贝文(Gary Beven)说。

从克利斯托佛瑞提的反应可以看出,这个项目取得了成功。用拉链袋喝了第一口咖啡后,克利斯托佛瑞提对着相机露出微笑,还竖起了大拇指。然后,她挤出了一个大理石大小的咖啡气泡,然后轻轻地向前飘浮,用嘴接住了它。 撰文/ Bob Parks 翻译/赵萌萌 编辑/刘馨蔚

总之 意大利人勇于挑战终极领域,帮NASA攻克棘手难题,现在宇航员可在太空无重力环境下享受咖啡。



 

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